光電對中裝置

紅外光電對中控制器主要由直射式紅外光電傳感器、平衡電橋電路、偏差信號放大電路、數(shù)字顯示電路、偏差信號處理電路和執(zhí)行電路等部分組成（框圖見下圖）。1.直射式紅外光電對中傳感器

直射式紅外光電對中傳感器由llO只紅外光電發(fā)射管和110只紅外光電接收管組成（見下圖）。圖中間的空區(qū)部分長約40cm，一般布的門幅遠(yuǎn)大于該數(shù)值?？諈^(qū)的兩側(cè)各設(shè)55只發(fā)射管和55只接收管。發(fā)射管和接收管的數(shù)量根據(jù)對中機(jī)的寬度而定。對中帆的寬度一般為2.4米。發(fā)射管每5只串聯(lián)。然后再串一只紅龜發(fā)光二極管和一只限流電阻并把他們接到約lOV的直流電源上。該直流電源在10V左右可調(diào)，再通過調(diào)整加在發(fā)射管上，從而調(diào)整紅外發(fā)射管的發(fā)射功率。直射式紅外光電傳感器的接收管，分成左右兩組，每組的接收管相互并聯(lián)，在安裝接收管時(shí)，要和發(fā)射管一一對應(yīng)，讓發(fā)射管發(fā)出的紅外光正好照射在接收管上¨2.平衡電橋電路

平衡電橋電路見下圖，由電阻R1、R2和光電接收管DRl～DR55、DLI～DL55以及電位器Wl組成。在圖中，由于Rl=R2，傳感器左側(cè)的光電接收管DRl~DR55的個(gè)數(shù)與右側(cè)的光電接收管DLI～DL55的個(gè)數(shù)相等，當(dāng)電位器WI的滑臂處于中間位置時(shí)。根據(jù)電橋平衡條件可知。該電橋處于平衡狀態(tài)。如果因每個(gè)光電接收管在亮態(tài)時(shí)的阻值參數(shù)不一致，打破了電橋平衡條件，此時(shí)可調(diào)：整電位器W，使Ua=Ub，從而達(dá)到電橋平衡。在暗態(tài)時(shí)（即布在傳感器內(nèi)）Uab會有三種情況出現(xiàn)（見圖3“平衡電橋電路”中的A、B兩點(diǎn)），即：Uab>0;Uab<0；Uab=O。以下就這三種情況逐一分析：（1）布面偏向傳感器的左側(cè)

左側(cè)的光電接收管DRl～DR55被遮擋的個(gè)數(shù)大于右側(cè)光克接收管DLI～DL55的個(gè)數(shù)，。因此Ua>Ub（這是因?yàn)楣怆娊邮展茉诎祽B(tài)時(shí)阻值高，在亮態(tài)時(shí)阻值降低），Uab>0，此時(shí)電橋電路就輸出一個(gè)大于零的偏差信號。（2）布面偏向傳感器的右側(cè)、同理Ua<Ub、Uab<o，此時(shí)電橋電路就輸出一個(gè)小于零的偏差信號。（3）布面正好處于傳感器的中間

此時(shí)Ua=Ub、uab=O，電橋電路就輸出零電平。在暗態(tài)時(shí)，布面的幾何中點(diǎn)與傳感器的機(jī)械中點(diǎn)不處在同一點(diǎn)時(shí)?？赏ㄟ^調(diào)整電位器W1達(dá)到中點(diǎn)的一致，使電橋電路中的Ua=Ub。這一調(diào)整過程稱為傳感器的電氣調(diào)零。此時(shí)傳感器與布面中點(diǎn)相對應(yīng)的點(diǎn)稱為傳感器的電氣中點(diǎn)。傳感器的機(jī)械中點(diǎn)與傳感器的電氣中點(diǎn)是不同的兩個(gè)概念。但是在現(xiàn)場調(diào)試過程中。要盡量做到傳感器的電氣中點(diǎn)與傳感器的機(jī)械中點(diǎn)相一致，從而保證進(jìn)布時(shí)居中。3.偏差信號放大電路

偏差信號放大電路（見下圖），由運(yùn)放集成塊ICI，電阻R3～R8組成的減法運(yùn)算電路。在圖中由于R3+R4=R5+R6//R7=R8，我們根據(jù)減法運(yùn)算電路的輸入與輸出的關(guān)系式可知，IC的輸出量：即圖中的R7；R為輸入電阻，即圖中的（R3+R4）】。因此集成塊ICl輸出電壓信號U0也有三種情況出現(xiàn)：當(dāng)Ua>Ub時(shí)Uo為一正值，并與輸入量成比例關(guān)系；當(dāng)Ua<Ub時(shí)U0為一負(fù)值，也與輸入量成比例關(guān)系。通過改變反饋電阻R7與輸入電阻（R3+R4）的大小可改變比例值的大小。當(dāng)Ua=Ub時(shí)，Uo=0。在ICl輸入端接有電容C1～C3，其作用是防止外界的干擾對運(yùn)放ICl的影響。4.數(shù)字顯示電路

數(shù)字顯示電路，主要由ICL7107構(gòu)成的3又二分一位數(shù)字電壓表（見下圖），ICL7107為（40）腳大規(guī)模集成A/D轉(zhuǎn)換器，能直接驅(qū)動共陽極LED數(shù)碼顯示器，不需要另加驅(qū)動電路和限流電阻，其工作電壓為±5V雙電源。由ICI輸出端（6）腳輸出的偏差信號，通過選擇開關(guān)K送到ICL7107A/D轉(zhuǎn)換器輸出端（34）腳，在。A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部將輸入的偏差電壓信號轉(zhuǎn)換成4位BCD碼，并經(jīng)7段譯碼后以a、b、c、d、e、f、g碼的形式輸出，直接驅(qū)動LED數(shù)碼管。5.偏差信號處理電路

偏差信號處理電路（見下圖），由四運(yùn)放集成塊IC2（LM324）及電阻R8～R25等組成。IC2-A、IC2-B等組成正偏差信號處理電璐；IC2-C、IC2-D等組成負(fù)偏差信號處理電路。這里首先分析正偏差信號處理電路。由運(yùn)放集成塊IC2-A、電阻R14、R10、R1l、R16以及R8、W2等構(gòu)成反相電壓比較器，在IC2-A反相輸入端（9）腳輸入的偏差電壓信號Ui與同相輸入端（10腳上的基準(zhǔn)電壓Ua相比較，（10）腳上的基準(zhǔn)電壓Ua由電源+5V經(jīng)R8、W2分壓后獲得，因此基準(zhǔn)電壓Ua≥0。假設(shè)加在（9）腳上的偏差電壓信號Ui>U^，即Ui為正偏差信號時(shí)，IC2-A輸出端的輸出電壓信號（Rf為反饋電阻，R為輸入電阻），uo為一負(fù)值，負(fù)值的Uo再經(jīng)IC2-B、R18、R22、R20、R24構(gòu)成的反相比例放大器放大后，由原來的負(fù)信號變成了幅度足夠大的正信號，通過電阻R26使三極管V1飽和導(dǎo)通，繼電器J1吸合。繼電器的常開觸頭接通變頻器的正轉(zhuǎn)／停止FWD端和Co端，使電動機(jī)作正轉(zhuǎn)運(yùn)行（此時(shí)變頻器的速度指令由外部電位器給定）。通過導(dǎo)布輥調(diào)整布在傳感器中的位置。使布面中點(diǎn)與傳感器的電氣中點(diǎn)一致。從而達(dá)到偏差信號Ui=0。假設(shè)加在IC2-A（9）腳上的偏差信號Ui<UA，即Ui為負(fù)偏差信號時(shí)，在IC2-B輸出端（7）腳，將會輸。出幅度足夠大的負(fù)電壓信號：使旁路二極管D1導(dǎo)通，三極管Vl處于反偏而截止，繼電器J1不吸合，負(fù)偏差信號-Ui對變頻器的正轉(zhuǎn)運(yùn)行控制端不起作用。由IC2-C、R12、R15、R13、R17以及R9W3等組成的反相電壓比較器與正偏差信號處理電路的前級完全相同，所不同的是加在IC2-C正相輸入端（12）腳上的基準(zhǔn)電壓，Ub與Ua的極性相反。（12）腳上的基準(zhǔn)電壓Ub由電源電壓-5V經(jīng)R9、W3分壓后取得的，因此基準(zhǔn)電壓Ub≤0。假設(shè)加在IC2-C反相輸人端（13）腳上的偏差電壓信號Ui<Ub時(shí)，即Ui為負(fù)偏差電壓信號，IC2-C輸出端的輸出電壓信號D、R19、R23、R21等組成的伺相比例運(yùn)算放大器放大，通過電阻R27使三極管V2飽和導(dǎo)通，繼電器J2吸合，繼電器J2的常開觸頭接通變頻器的反轉(zhuǎn)／停止REV端和COM端，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，通過導(dǎo)布輥調(diào)整布在傳感器中的位置，使布面中點(diǎn)與傳感器的電氣中點(diǎn)相一致，從而又達(dá)到偏差信號Ui=0。假設(shè)加在IC2-C（13）腳上的偏差信號Ui>UB時(shí)，即Ui為正偏差電壓信號。通過以上分析可知，在IC2-D的輸出端將輸出幅度足夠大的負(fù)電壓信號，使旁路二極管D2導(dǎo)通，三極管V2反偏而截止h、繼電器J2不吸合。正偏差信號對變頻器的反轉(zhuǎn)，停止REV端不起作用。當(dāng)偏差信號Ui為零時(shí)，無論是正偏差信號處理電路，還是負(fù)偏差信號處理電路，其結(jié)果都是使Vl、V2截止，繼電器J1、J2不吸合。變頻器無輸出。以上控制過程在整個(gè)運(yùn)行中不斷進(jìn)行，只要布面的中點(diǎn)一旦偏離傳感器的電氣中點(diǎn)，紅外光電對中控制器就會立即輸出一個(gè)糾偏信號給變頻器進(jìn)行或左或右的調(diào)整，最終保證布面居中。必須說明。變頻器的速度指令是靠人工調(diào)整電位器的電位（0～5V）給定的。速度指令過大，對中控制裝置易抖動，過小影響進(jìn)布質(zhì)量。當(dāng)偏差量大時(shí)，給變頻器的速度指令大；偏差量小時(shí)。給變頻器的速度指令小。在下圖中設(shè)計(jì)了一個(gè)選擇開關(guān)K，在正常運(yùn)行時(shí)將開關(guān)撥至測量側(cè)。此時(shí)數(shù)顯表顯示ICl輸出端（6）腳的偏差電壓信號幅度。在調(diào)試時(shí)，將開關(guān)撥至左設(shè)定或右設(shè)定側(cè)，調(diào)電位器W2或W3時(shí)。數(shù)顯表顯示設(shè)定值的大小。在調(diào)整時(shí)，兩個(gè)數(shù)的絕對值（一個(gè)正值、一個(gè)負(fù)值）大小要一致，其值越小靈敏度越高，該值過小對中控制裝置會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象，絕對